一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)及分配方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)及分配方法，將故障樹(shù)方法與層次分析法相結(jié)合，以故障樹(shù)方法為主體，使得可靠性以全系統(tǒng)高度進(jìn)行分配，利用層次分析法將可靠性分配分為兩步：在第一步分配時(shí)選出系統(tǒng)中需要增加可靠性的關(guān)鍵部件，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為最小割集的目標(biāo)可靠性；第二步分配時(shí)，將主觀判斷和客觀計(jì)算相結(jié)合，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為基本事件的目標(biāo)可靠性，使得系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為元件或者子系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)及分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)，屬于復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性分配領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]可靠性設(shè)計(jì)是獲得產(chǎn)品的高可靠性不可或缺的一步?？煽啃栽O(shè)計(jì)由可靠性預(yù)計(jì)和可靠性分配兩個(gè)重要環(huán)節(jié)組成?？煽啃苑峙涫歉鶕?jù)任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)中規(guī)定的可靠性指標(biāo)，按照一定的法則從上到下分配給組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元器件。
[0003]系統(tǒng)的可靠性分配不僅僅是一種簡(jiǎn)單的數(shù)量上的分配，而在再分配過(guò)程中要考慮諸多影響因素。系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)隨著功能部件所要完成的功能類(lèi)型、系統(tǒng)的復(fù)雜程度等方面而變化的量，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，由于缺少對(duì)影響系統(tǒng)可靠性的各類(lèi)因素的考慮，使可靠性分配問(wèn)題變得非常困難。此時(shí)，對(duì)系統(tǒng)可靠性的分配工作通常依據(jù)前期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，可靠性技術(shù)人員會(huì)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使整機(jī)的可靠性等于子系統(tǒng)的可靠性之積。得對(duì)整機(jī)和各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而達(dá)到規(guī)定的系統(tǒng)可靠性。對(duì)那些可靠性較高，并且通過(guò)花費(fèi)巨額的代價(jià)也不能使其可靠性有明顯提高的子系統(tǒng)，對(duì)其提出較低的可靠性要求；對(duì)于那些可靠性較低，并且通過(guò)一些具體的手段，在代價(jià)不是很大的情況下可以對(duì)其可靠性有明顯提高的子系統(tǒng)，可以給予較高的可靠性要求，這樣可以有效降低整機(jī)的研發(fā)費(fèi)用。
[0004]可靠性分配方法主要分為兩大類(lèi):有約束的可靠性分配方法和無(wú)約束的可靠性分配方法。本發(fā)明所使用的方法是無(wú)約束的可靠性分配方法的一種，傳統(tǒng)的無(wú)約束可靠性方法主要有:
[0005](I)快速分配法。該方法是借鑒功能類(lèi)似的舊系統(tǒng)或舊模塊的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分配，該方法方便實(shí)用，需要有可借鑒的系統(tǒng)或模塊的可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)于新開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)系統(tǒng)，如沒(méi)有參考數(shù)據(jù)，則此方法無(wú)法應(yīng)用。
[0006](2)等分法?？捎糜陧樞蚧虿⑿袌?zhí)行的系統(tǒng)系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是它非常簡(jiǎn)單，但是它沒(méi)有考慮各模塊之間的不同屬性，如重要性、復(fù)雜性等的不同，只是單純的平均分配，對(duì)于那些需要精確分配各部件可靠性指標(biāo)的系統(tǒng)則無(wú)法采用。
[0007](3)層次分析法。是一種基于功能概圖的分配方法，它考慮了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，能在保證系統(tǒng)可靠性達(dá)到一定要求的條件下，節(jié)約開(kāi)發(fā)資源，但是其算法比較復(fù)雜，而且功能概圖的確定也具有一定的主觀性，且功能概圖的最后確定不是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就能完成的，它需要多個(gè)反復(fù)才能最后確定，但系統(tǒng)的分配指標(biāo)需要在設(shè)計(jì)階段完成。
[0008](4)基于故障樹(shù)的分配方法。是一種全新的思路，首先提出把故障樹(shù)技術(shù)運(yùn)用到可靠性分配中去，創(chuàng)建的快速分配模型具有直觀、有效、簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并且通過(guò)圖形演繹的方法，表達(dá)了系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系及其關(guān)鍵模塊，從而有效地指導(dǎo)用戶(hù)有針對(duì)性地進(jìn)行可靠性指標(biāo)分配。但故障樹(shù)分析法要求分析研究人員對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分了解，增加了分析的難度。[0009](5)AGREE方法。適用于各單元工作期間失效率為常數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)，綜合考慮了各單元的復(fù)雜度，概率重要度，工作時(shí)間，以及系統(tǒng)間的失效關(guān)系。忽略了實(shí)際工程中環(huán)境，維修，標(biāo)準(zhǔn)化等對(duì)可靠性分配的影響。
[0010]對(duì)于大型復(fù)雜系統(tǒng)，這些無(wú)約束的可靠性分配方式有著各自不同的缺點(diǎn)和局限性，如考慮因素不全面，主觀性太強(qiáng)或主觀性不夠，分配過(guò)于簡(jiǎn)單等所導(dǎo)致的分配不夠合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)，使得可靠性分配更加的科學(xué)合理，減少可靠性分配與預(yù)計(jì)的迭代次數(shù)，提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案如下:一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)。如圖1，圖2，圖3，圖4所示包括:模型解析器、對(duì)象選擇器、信息采集器、權(quán)值計(jì)算器、可靠性分配器和結(jié)果輸出器6個(gè)模塊；當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分配時(shí)，由這6個(gè)模塊分兩步進(jìn)行分配，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為基本事件的目標(biāo)可靠性；
[0013]模型解析器:對(duì)給定系統(tǒng)的常規(guī)故障樹(shù)模型進(jìn)行解析，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入基本事件失效率、基本事件最小故障間隔時(shí)間，計(jì)算出系統(tǒng)最小割集、最小割集所包含的基本事件、最小割集失效率、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、基本事件概率重要度，并計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，然后向系統(tǒng)外部提供系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，并根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)確定系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，保存系統(tǒng)目標(biāo)可靠性；分離出最小割集列表與基本事件列表，并將這兩張列表送至對(duì)象選擇器；最小割集列表具體包括:最小割集名稱(chēng)、最小割集失效率、最小割集所包含基本事件、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；基本事件列表具體包括:基本事件名稱(chēng)、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件失效率、基本事件概率重要度；
[0014]對(duì)象選擇器:在兩步可靠性分配中，從模型解析器選擇可以進(jìn)行可靠性分配的對(duì)象，按照一定的指標(biāo)進(jìn)行排序，選擇出要進(jìn)行可靠性分配的分配對(duì)象作為信息采集器的輸入信息，具體如下:
[0015]在進(jìn)行第一步分配的時(shí)候，從模型解析器的最小割集列表選擇所有的最小割集，然后對(duì)所有最小割集按照最小割集列表中最小割集失效率從大到小進(jìn)行排序，從系統(tǒng)外部獲得參數(shù)確定要進(jìn)行第一次可靠性分配的最小割集數(shù)目，然后按照最小割集失效率從大到小的順序選擇相應(yīng)數(shù)目的最小割集作為第一步可靠性分配的分配對(duì)象，生成最小割集選擇列表，最小割集選擇列表包含:最小割集名稱(chēng)、最小割集失效率、基本事件個(gè)數(shù)、基本事件名稱(chēng)、所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、第二步分配標(biāo)識(shí)，其中第二步分配標(biāo)識(shí)為對(duì)象選擇器在第二步分配時(shí)所需的判斷標(biāo)識(shí)，以“是”和“否”來(lái)標(biāo)識(shí)對(duì)象選擇器所選中的最小割集是否完成第二步可靠性分配，其中“是”表示已經(jīng)完成第二步可靠性分配，“否”標(biāo)識(shí)還沒(méi)有完成第二步可靠性分配；
[0016]在進(jìn)行第二步分配的時(shí)候，獲取對(duì)象選擇器第一步可靠性分配時(shí)所生成的最小割集選擇列表和模型解析器中的基本事件列表，然后判斷最小割集選擇列表中是否有第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，如果沒(méi)有，則結(jié)束可靠性分配，如果有，則按照列表順序選擇一個(gè)第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，獲得此最小割集中全部基本事件名稱(chēng)，并按照此最小割集中基本事件的名稱(chēng)，從模型解析器的基本事件列表獲得這些基本事件的概率重要度，然后按照這些基本事件的概率重要度從大到小進(jìn)行排序，向系統(tǒng)外部提供排序好的基本事件名稱(chēng)以及概率重要度，然后由系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定要選擇的基本事件數(shù)目，并按照概率重要度從大到小的順序選擇此數(shù)目的基本事件作為第二次可靠性分配的對(duì)象，將所選基本事件生成基本事件選擇列表，并按照基本事件列表信息填寫(xiě)此列表，所述基本事件選擇列表包括基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、基本事件概率重要度、基本事件失效率、基本事件最小故障間隔時(shí)間；然后將所選的可靠性分配對(duì)象送至信息采集器；
[0017]信息采集器:在兩步可靠性分配中，對(duì)所選的可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定準(zhǔn)則層所需要考慮的因素；根據(jù)準(zhǔn)則層考慮的因素，從系統(tǒng)內(nèi)部及外部獲得層次分析法所需的兩兩比較矩陣信息，對(duì)于需要從系統(tǒng)外部獲得信息的兩兩比較矩陣，根據(jù)系統(tǒng)外部輸入?yún)?shù)，填充兩兩比較矩陣信息；對(duì)于需要從系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的兩兩比較矩陣，直接將系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后向權(quán)值計(jì)算器輸出含有系統(tǒng)外部參數(shù)的兩兩比較矩陣以及由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)計(jì)算獲得的兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0018]在進(jìn)行第一步分配時(shí)，從對(duì)象選擇器獲得最小割集選擇列表，將最小割集選擇列表中的所有最小割集作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，可選擇準(zhǔn)則層因素包括:最小割集失效率、最小割集基本事件個(gè)數(shù)、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；根據(jù)準(zhǔn)則層考慮的因素，在系統(tǒng)外部獲得準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層兩兩比較矩陣的參數(shù)輸入；對(duì)于需要在系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，根據(jù)最小割集選擇列表信息，將最小割集參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后信息采集器向權(quán)值計(jì)算器輸出兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量；
[0019]在進(jìn)行第二步分配時(shí)，從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，選擇基本事件選擇列表中的所有基本事件作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，準(zhǔn)則層因素包括:系統(tǒng)復(fù)雜度、工作環(huán)境、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件概率重要度、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用；根據(jù)準(zhǔn)則層選擇的因素，對(duì)于準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣，從系統(tǒng)外部參數(shù)輸入獲得兩兩比較矩陣信息；對(duì)于方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，如果準(zhǔn)則層選擇了基本事件最小故障間隔時(shí)間，基本事件概率重要度，則直接根據(jù)對(duì)象選擇器基本事件選擇列表計(jì)算方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量；如果選擇其他因素則通過(guò)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入兩兩比較矩陣信息，然后信息采集器輸出兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量到權(quán)值計(jì)算器；
[0020]權(quán)值計(jì)算器:從信息采集器獲得兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，對(duì)含有外部參數(shù)信息的兩兩比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)輸入，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)，如果滿(mǎn)足一致性需求，則對(duì)需要進(jìn)行可靠性分配的對(duì)象進(jìn)行權(quán)值計(jì)算，然后輸出可靠性分配權(quán)值，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0021]第一步可靠性分配時(shí)，權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選最小割集為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取外部參數(shù)輸入，更新兩兩比較矩陣信息，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)；如果滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選最小割集的可靠性分配權(quán)值，并將權(quán)值儲(chǔ)存為最小割集可靠性分配列表，列表包含:最小割集名稱(chēng)、最小割集的可靠性分配權(quán)值、最小割集目標(biāo)可靠性，然后輸出最小割集可靠性分配列表到可靠性分配器；
[0022]第二步可靠性分配時(shí)，權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選基本事件為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，并從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果準(zhǔn)則層考慮了工作環(huán)境、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用等比較兩兩比較矩陣包含系統(tǒng)外部參數(shù)的準(zhǔn)則層因素，則檢驗(yàn)方案層對(duì)準(zhǔn)則層這些因素的兩兩比較矩陣的一致性，將不滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣返回給信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)，然后重新檢驗(yàn)；若全部滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選基本事件的可靠性分配權(quán)值，然后根據(jù)基本事件選擇列表計(jì)算基本事件原始可靠性，并將此基本事件可靠性分配權(quán)值儲(chǔ)存為基本事件可靠性分配列表，列表包含:基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、所屬最小割集目標(biāo)可靠性、基本事件的可靠性分配權(quán)值、基本事件原始可靠性、基本事件目標(biāo)可靠性，然后輸出基本事件可靠性分配列表到可靠性分配器；
[0023]可靠性分配器:獲得權(quán)值計(jì)算器輸出的可靠性分配權(quán)值，將目標(biāo)可靠性分配到所選的對(duì)象上，并輸出可靠性分配結(jié)果，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0024]第一步可靠性分配時(shí)，從權(quán)值計(jì)算器獲得最小割集可靠性分配列表，并從模型解析器獲得系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，按照其中最小割集的可靠性分配權(quán)值，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性，并將最小割集目標(biāo)可靠性填入最小割集可靠性分配列表和基本事件可靠性分配列表；
[0025]第二步可靠性分配時(shí)，從權(quán)值計(jì)算器獲得基本事件可靠性分配列表，按照其中基本事件的可靠性分配權(quán)值，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為所選基本事件的目標(biāo)可靠性，并將基本事件目標(biāo)可靠性填入基本事件可靠性分配列表。
[0026]結(jié)果輸出器:當(dāng)完成兩步可靠性分配后，結(jié)果輸出器從權(quán)值計(jì)算器獲得全部基本事件可靠性分配列表，對(duì)不同基本事件可靠性分配列表中同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性，取同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性的最小值，將此最小值更新到全部含有該基本事件的基本事件可靠性分配列表，然后整合更新后的全部基本事件可靠性分配列表，輸出可靠性分配結(jié)果列表；可靠性分配結(jié)果列表包括:基本事件名稱(chēng)，基本事件目標(biāo)可靠性。
[0027]如圖2所示，本發(fā)明方法主要步驟如下:
[0028]1.安全分析人員對(duì)核反應(yīng)堆系統(tǒng)進(jìn)行故障樹(shù)建模，得到核反應(yīng)堆系統(tǒng)或某一分系統(tǒng)的故障樹(shù)模型；
[0029]2.模型解析器獲得模型進(jìn)行解析，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入基本事件失效率、基本事件最小故障間隔時(shí)間，計(jì)算出系統(tǒng)最小割集、最小割集所包含的基本事件、最小割集失效率、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、基本事件概率重要度，并計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，然后向系統(tǒng)外部提供系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，并根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)確定系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，保存系統(tǒng)目標(biāo)可靠性；分離出最小割集列表與基本事件列表，并將這兩張列表送至對(duì)象選擇器；；
[0030]3.進(jìn)行第一步可靠性分配，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性；
[0031]4.進(jìn)行第二步可靠性分配，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為所選基本事件的目標(biāo)可靠性。
[0032]如圖3所示，上述的第一步可靠性分配具體步驟如下:
[0033]1.對(duì)象選擇器從模型解析器獲得最小割集列表，從模型解析器的最小割集列表選擇所有的最小割集，然后對(duì)所有最小割集按照最小割集列表中最小割集的失效率從大到小進(jìn)行排序，從系統(tǒng)外部獲得參數(shù)確定要進(jìn)行第一次可靠性分配的最小割集數(shù)目，然后按照最小割集失效率從大到小的順序選擇相應(yīng)數(shù)目的最小割集作為第一步可靠性分配的分配對(duì)象，生成最小割集選擇列表；
[0034]2.信息采集器從對(duì)象選擇器獲得最小割集選擇列表，將最小割集選擇列表中的所有最小割集作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，可選擇準(zhǔn)則層因素包括:最小割集失效率、最小割集基本事件個(gè)數(shù)、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；
[0035]3.信息采集器根據(jù)第一步可靠性分配步驟2中準(zhǔn)則層考慮的因素，在系統(tǒng)外部獲得準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層兩兩比較矩陣的參數(shù)輸入；對(duì)于需要在系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，根據(jù)最小割集選擇列表信息，將最小割集參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后信息采集器向權(quán)值計(jì)算器輸出兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量；
[0036]4.權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選最小割集為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取外部參數(shù)輸入，更新兩兩比較矩陣信息，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)，直到全部滿(mǎn)足一致性要求；
[0037]5.權(quán)值計(jì)算器按照第一步可靠性分配步驟4中全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選最小割集的可靠性分配權(quán)值，并將權(quán)值儲(chǔ)存為最小割集可靠性分配列表，然后輸出最小割集可靠性分配列表到可靠性分配器；
[0038]6.可靠性分配器從權(quán)值計(jì)算器獲得最小割集可靠性分配列表，并從模型解析器獲得系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，按照其中最小割集的可靠性分配權(quán)值，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性，并將最小割集目標(biāo)可靠性填入最小割集可靠性分配列表和基本事件可靠性分配列表。
[0039]如圖4所示，上述的第二步可靠性分配具體步驟如下:
[0040]1.對(duì)象選擇器獲取對(duì)象選擇器第一步可靠性分配時(shí)所生成的最小割集選擇列表和模型解析器中的基本事件列表，然后判斷最小割集選擇列表中是否有第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，如果沒(méi)有，則結(jié)束可靠性分配，如果有，則根據(jù)列表順序選擇一個(gè)第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，獲得此最小割集中全部基本事件名稱(chēng)，并按照此最小割集中基本事件的名稱(chēng)，從模型解析器的基本事件列表獲得這些基本事件的概率重要度，然后按照這些基本事件的概率重要度從大到小進(jìn)行排序，向系統(tǒng)外部提供排序好的基本事件名稱(chēng)以及概率重要度，然后由系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定要選擇的基本事件數(shù)目，并按照概率重要度從大到小的順序選擇此數(shù)目的基本事件作為第二次可靠性分配的對(duì)象，將所選基本事件生成基本事件選擇列表，并按照基本事件列表信息填寫(xiě)此列表，然后將所選的可靠性分配對(duì)象送至信息采集器；
[0041 ] 2.信息采集器從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，選擇基本事件選擇列表中的所有基本事件作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，準(zhǔn)則層因素包括:系統(tǒng)復(fù)雜度、工作環(huán)境、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件概率重要度、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用；根據(jù)準(zhǔn)則層選擇的因素，對(duì)于準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣，從系統(tǒng)外部參數(shù)輸入獲得兩兩比較矩陣信息；對(duì)于方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，如果準(zhǔn)則層選擇了基本事件最小故障間隔時(shí)間，基本事件概率重要度，則直接根據(jù)對(duì)象選擇器基本事件選擇列表計(jì)算方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量；如果選擇其他因素則通過(guò)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入兩兩比較矩陣信息，然后信息采集器輸出兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量到權(quán)值計(jì)算器；
[0042]3.權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選基本事件為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，并從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果準(zhǔn)則層考慮了工作環(huán)境、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用等比較兩兩比較矩陣包含系統(tǒng)外部參數(shù)的準(zhǔn)則層因素，則檢驗(yàn)方案層對(duì)準(zhǔn)則層這些因素的兩兩比較矩陣的一致性，將不滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣返回給信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)，然后重新檢驗(yàn)；若全部滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選基本事件的可靠性分配權(quán)值，然后根據(jù)基本事件選擇列表計(jì)算基本事件原始可靠性，并將此基本事件可靠性分配權(quán)值儲(chǔ)存為基本事件可靠性分配列表，列表包含:基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、所屬最小割集目標(biāo)可靠性、基本事件的可靠性分配權(quán)值、基本事件原始可靠性、基本事件目標(biāo)可靠性，然后輸出基本事件可靠性分配列表到可靠性分配器；
[0043]4.可靠性分配器從權(quán)值計(jì)算器獲得基本事件可靠性分配列表，按照其中基本事件的可靠性分配權(quán)值，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為所選基本事件的目標(biāo)可靠性，并將基本事件目標(biāo)可靠性填入基本事件可靠性分配列表；
[0044]5.返回第二步可靠性分配步驟I分配下一個(gè)最小割集；
[0045]6.結(jié)果輸出器從權(quán)值計(jì)算器獲得全部基本事件可靠性分配列表，對(duì)不同基本事件可靠性分配列表中同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性，取同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性的最小值，將此最小值更新到全部含有該基本事件的基本事件可靠性分配列表，然后整合更新后的全部基本事件可靠性分配列表，輸出可靠性分配結(jié)果列表。
[0046]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0047](I)首先故障樹(shù)分析法引入到可靠性分配中，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)可靠性分配的計(jì)算量，提高了可靠性分配的準(zhǔn)確性，使復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性分配成為可能，提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性。
[0048](2)利用了故障樹(shù)中的結(jié)構(gòu)信息，從全系統(tǒng)的角度進(jìn)行可靠性分配，使得分配考慮更加全面，結(jié)果更加合理。
[0049](3)算出最小割集可靠性,按照最小割集失效率排序可以快速確定關(guān)鍵最小割集與關(guān)鍵部件，對(duì)關(guān)鍵部件組成的重要最小割集進(jìn)行可靠性分配。在對(duì)最小割集的分配過(guò)程中考慮了最小割集復(fù)雜度和時(shí)間因素，對(duì)比傳統(tǒng)基于故障樹(shù)可靠性分配所使用的再分配法更加合理，同時(shí)減少可靠性分配與預(yù)計(jì)的迭代次數(shù)。
[0050](4)在最小割集對(duì)基本事件分配的過(guò)程中，創(chuàng)新性地利用層次分析法，綜合了客觀計(jì)算，并利用系統(tǒng)外部參數(shù)進(jìn)行主觀調(diào)整，考慮了概率重要度，基本事件的基本事件最小故障間隔時(shí)間，工作環(huán)境，后果嚴(yán)重程度等因素，對(duì)基本事件可靠度進(jìn)行分配。所得到的可靠性分配結(jié)果更加的準(zhǔn)確。
[0051](5)由于利用了故障樹(shù)的最小割集，不在局限于對(duì)某個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行局部的可靠性分配，可靠性分配從整個(gè)系統(tǒng)考慮，選出關(guān)鍵部件，使得分配更為宏觀化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)組成框圖；
[0053]圖2為本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0054]圖3為本發(fā)明可靠性分配的第一步實(shí)現(xiàn)過(guò)程；
[0055]圖4為本發(fā)明可靠性分配的第二步實(shí)現(xiàn)過(guò)程；
[0056]圖5為本發(fā)明范例一所不故障樹(shù)；
[0057]圖6為本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例故障樹(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0059]如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包括:模型解析器、對(duì)象選擇器、信息采集器、權(quán)值計(jì)算器、可靠性分配器，各模塊具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0060]模型解析器:對(duì)給定系統(tǒng)的常規(guī)故障樹(shù)模型進(jìn)行解析，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入基本事件失效率、基本事件最小故障間隔時(shí)間，計(jì)算出系統(tǒng)最小割集、最小割集所包含的基本事件、最小割集失效率、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、基本事件概率重要度，并計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，然后向系統(tǒng)外部提供系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，并根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)確定系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，保存系統(tǒng)目標(biāo)可靠性；分離出最小割集列表與基本事件列表，并將這兩張列表送至對(duì)象選擇器；最小割集列表具體包括:最小割集名稱(chēng)、最小割集失效率、最小割集所包含基本事件、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；基本事件列表具體包括:基本事件名稱(chēng)、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件失效率、基本事件概率重要度；
[0061]以圖5所示故障樹(shù)為例，對(duì)故障樹(shù)進(jìn)行模型解析，計(jì)算得最小割集為:
[0062]G1= (X1, X3I ；G2= {X3, X4I !G3=IX1, X5I ；G4= {X2, X4, Xj
[0063]其中\(zhòng)、\、X3 > X4 > X5為基本事件名稱(chēng)，G1, G2, G3, G4為最小割集名稱(chēng)。
[0064]假設(shè)每個(gè)基本事件的可靠度為1=IT2=0.98, r3=r4=0.97, r5=0.75,基本事件的失效概率為Iq1 = 0.02, q2 = 0.02, q3 = 0.03, q4 = 0.03, q5 = 0.25,基本事件最小故障間隔時(shí)間為:1500h、1800h、2000h、1100h、2200h, Rs=0.998。
[0065]其中概率概率重要度= 其中Fi為故障率函數(shù)，Qi為第i個(gè)基本事件失效率，Ii為第i個(gè)基本事件的概率重要度，計(jì)算如下:
[0066]最小割集的故障率函數(shù)為=F1 = q, F2 = q3q4, F3 = q, F4 = q2q4ci5,系統(tǒng)故障率函數(shù)Fs為:
[0067]Fs=1-(1-F1) (1-F2) (1-F3) (1-F4)
[0068]化簡(jiǎn)得:
[0069]Fs = q1q3+q3q4+qiq5+q2q4q5_qiq3q4_qiq3q5_qiq2q4q5+qiq2q3q4q5 故基本事件的_既率重要度求得:
【權(quán)利要求】
1.一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)，其特征在于包括:模型解析器、對(duì)象選擇器、信息采集器、權(quán)值計(jì)算器、可靠性分配器和結(jié)果輸出器6個(gè)模塊；當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分配時(shí)，由這6個(gè)模塊分兩步進(jìn)行分配，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為基本事件的目標(biāo)可靠性； 模型解析器:對(duì)給定系統(tǒng)的常規(guī)故障樹(shù)模型進(jìn)行解析；根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入基本事件失效率和基本事件最小故障間隔時(shí)間計(jì)算出系統(tǒng)最小割集、最小割集所包含的基本事件、最小割集失效率、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、基本事件概率重要度，同時(shí)計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)前可靠性；然后向系統(tǒng)外部提供系統(tǒng)當(dāng)前可靠性，并根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)確定系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，保存系統(tǒng)目標(biāo)可靠性；分離出的最小割集列表與基本事件列表送至對(duì)象選擇器；最小割集列表包括最小割集名稱(chēng)、最小割集失效率、最小割集所包含基本事件、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；所述基本事件列表包括基本事件名稱(chēng)、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件失效率、基本事件概率重要度； 對(duì)象選擇器:在兩步可靠性分配中，根據(jù)模型解析器信息選擇全部能夠進(jìn)行可靠性分配的對(duì)象，按照一定的指標(biāo)進(jìn)行排序，選擇出要進(jìn)行可靠性分配的分配對(duì)象作為信息采集器的輸入信息，具體如下: 在進(jìn)行第一步分配的時(shí)候，從模型解析器的最小割集列表選擇所有的最小割集，然后對(duì)所有最小割集按照最小割集列表中最小割集失效率從大到小進(jìn)行排序，從系統(tǒng)外部獲得參數(shù)確定要進(jìn)行第一次可靠性分配的最小割集數(shù)目，然后按照最小割集失效率從大到小的順序選擇相應(yīng)數(shù)目的最小割集作為第一步可靠性分配的分配對(duì)象，生成最小割集選擇列表，最小割集選擇列表包含:最小割集名稱(chēng)、最小割集失效率、基本事件個(gè)數(shù)、基本事件名稱(chēng)、所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值、第二步分配標(biāo)識(shí)，其中第二步分配標(biāo)識(shí)為對(duì)象選擇器在第二步分配時(shí)所需的判斷標(biāo)識(shí)，以“是”和“否”來(lái)標(biāo)識(shí)對(duì)象選擇器所選中的最小割集是否完成第二步可靠性分配，其中“是”表示已經(jīng)完成第二步可靠性分配，“否”標(biāo)識(shí)還沒(méi)有完成第二步可靠性分配； 在進(jìn)行第二步分配的時(shí)候.，獲取對(duì)象選擇器第一步可靠性分配時(shí)所生成的最小割集選擇列表和模型解析器中的基本事件列表，然后判斷最小割集選擇列表中是否有第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，如果沒(méi)有，則結(jié)束可靠性分配，如果有，則按照列表順序選擇一個(gè)第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，獲得此最小割集中全部基本事件名稱(chēng)，并按照此最小割集中基本事件的名稱(chēng)，從模型解析器的基本事件列表獲得這些基本事件的概率重要度，然后按照這些基本事件的概率重要度從大到小進(jìn)行排序，向系統(tǒng)外部提供排序好的基本事件名稱(chēng)以及概率重要度，然后由系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定要選擇的基本事件數(shù)目，并按照概率重要度從大到小的順序選擇此數(shù)目的基本事件作為第二次可靠性分配的對(duì)象，將所選基本事件生成基本事件選擇列表，并按照基本事件列表信息填寫(xiě)此列表，所述基本事件選擇列表包括:基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、基本事件概率重要度、基本事件失效率、基本事件最小故障間隔時(shí)間；然后將所選的可靠性分配對(duì)象送至信息采集器； 信息采集器:在兩步可靠性分配中，對(duì)所選的可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定準(zhǔn)則層所需要考慮的因素；根據(jù)準(zhǔn)則層考慮的因素，從系統(tǒng)內(nèi)部及外部獲得層次分析法所需的兩兩比較矩陣信息，對(duì)于需要從系統(tǒng)外部獲得信息的兩兩比較矩陣，根據(jù)系統(tǒng)外部輸入?yún)?shù)，填充兩兩比較矩陣信息；對(duì)于需要從系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的兩兩比較矩陣，直接將系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后向權(quán)值計(jì)算器輸出含有系統(tǒng)外部參數(shù)的兩兩比較矩陣以及由系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)計(jì)算獲得的兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下: 在進(jìn)行第一步分配時(shí)，從對(duì)象選擇器獲得最小割集選擇列表，將最小割集選擇列表中的所有最小割集作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，可選擇準(zhǔn)則層因素包括:最小割集失效率、最小割集基本事件個(gè)數(shù)、最小割集中所有基本事件最小故障間隔時(shí)間的最大值；根據(jù)準(zhǔn)則層考慮的因素，在系統(tǒng)外部獲得準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層兩兩比較矩陣的參數(shù)輸入；對(duì)于需要在系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，根據(jù)最小割集選擇列表信息，將最小割集參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后信息采集器向權(quán)值計(jì)算器輸出所得兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量； 在進(jìn)行第二步分配時(shí)，從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，選擇基本事件選擇列表中的所有基本事件作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，準(zhǔn)則層因素包括:系統(tǒng)復(fù)雜度、工作環(huán)境、基本事件最小故障間隔時(shí)間、基本事件概率重要度、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用；根據(jù)準(zhǔn)則層選擇的因素，對(duì)于準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣，從系統(tǒng)外部參數(shù)輸入獲得兩兩比較矩陣信息；對(duì)于方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，如果準(zhǔn)則層選擇了基本事件最小故障間隔時(shí)間，基本事件概率重要度，則直接根據(jù)對(duì)象選擇器基本事件選擇列表計(jì)算方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量；如果選擇其他因素則通過(guò)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入兩兩比較矩陣信息，然后信息采集器輸出兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量到權(quán)值計(jì)算器； 權(quán)值計(jì)算器:從信息采集器獲得兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，對(duì)含有外部參數(shù)信息的兩兩比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，若不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)輸入，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)，如果滿(mǎn)足一致性需求，則對(duì)需要進(jìn)行可靠性分配的對(duì)象進(jìn)行權(quán)值計(jì)算，然后輸出可靠性分配權(quán)值，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下: 第一步可靠性分配時(shí) ，權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選最小割集為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取外部參數(shù)輸入，更新兩兩比較矩陣信息，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)；如果滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選最小割集的可靠性分配權(quán)值，并將此權(quán)值儲(chǔ)存為最小割集可靠性分配列表，列表包含:最小割集名稱(chēng)、最小割集的可靠性分配權(quán)值、最小割集目標(biāo)可靠性，然后輸出最小割集可靠性分配列表到可靠性分配器； 第二步可靠性分配時(shí)，權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選基本事件為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，并從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果準(zhǔn)則層考慮了工作環(huán)境、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用等比較兩兩比較矩陣包含系統(tǒng)外部參數(shù)的準(zhǔn)則層因素，則檢驗(yàn)方案層對(duì)準(zhǔn)則層這些因素的兩兩比較矩陣的一致性，將不滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣返回給信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)，然后重新檢驗(yàn)；若全部滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選基本事件的可靠性分配權(quán)值，然后根據(jù)基本事件選擇列表計(jì)算基本事件原始可靠性，并將此基本事件可靠性分配權(quán)值儲(chǔ)存為基本事件可靠性分配列表，列表包含:基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、所屬最小割集目標(biāo)可靠性、基本事件的可靠性分配權(quán)值、基本事件原始可靠性、基本事件目標(biāo)可靠性，然后輸出基本事件可靠性分配列表到可靠性分配器； 可靠性分配器:獲得權(quán)值計(jì)算器輸出的可靠性分配權(quán)值，將目標(biāo)可靠性分配到所選的對(duì)象上，并輸出可靠性分配結(jié)果，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下: 第一步可靠性分配時(shí)，從權(quán)值計(jì)算器獲得最小割集可靠性分配列表，并從模型解析器獲得系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，按照其中最小割集的可靠性分配權(quán)值，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性，并將最小割集目標(biāo)可靠性填入最小割集可靠性分配列表和基本事件可靠性分配列表； 第二步可靠性分配時(shí)，從權(quán)值計(jì)算器獲得基本事件可靠性分配列表，按照其中基本事件的可靠性分配權(quán)值，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為所選基本事件的目標(biāo)可靠性，并將基本事件目標(biāo)可靠性填入基本事件可靠性分配列表； 結(jié)果輸出器:當(dāng)完成兩步可靠性分配后，結(jié)果輸出器從權(quán)值計(jì)算器獲得全部基本事件可靠性分配列表，對(duì)不同基本事件可靠性分配列表中同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性，取同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性的最小值，將此最小值更新到全部含有該基本事件的基本事件可靠性分配列表，然后整合更新后的全部基本事件可靠性分配列表，輸出可靠性分配結(jié)果列表；可靠性分配結(jié)果列表包括:基本事件名稱(chēng)，基本事件目標(biāo)可靠性。
2.一種基于故障樹(shù)和層次分析法的可靠性分配系統(tǒng)，其特征在于將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為基本事件的目標(biāo)可靠性的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下: 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障樹(shù)建模，得到核反應(yīng)堆系統(tǒng)或某一分系統(tǒng)的故障樹(shù)模型；然后模型解析器獲得模型進(jìn)行解析，確定系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，分離出最小割集列表與基本事件列表，并將這兩張列表送至對(duì)象選擇器；` 進(jìn)行第一步可靠性分配將整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性，其具體實(shí)現(xiàn)方式是:對(duì)象選擇器從模型解析器獲得最小割集列表，按照系統(tǒng)外部輸入?yún)?shù)所確定的數(shù)目選擇最小割集失效率較大的最小割集作為第一步可靠性分配的對(duì)象，生成最小割集選擇列表；信息采集器根據(jù)第一步可靠性分配的對(duì)象向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素；然后信息采集器在系統(tǒng)外部獲得準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層兩兩比較矩陣的參數(shù)輸入；對(duì)于需要在系統(tǒng)內(nèi)部獲得信息的方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，根據(jù)最小割集選擇列表信息，將最小割集參數(shù)歸一化作為兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量，然后信息采集器向權(quán)值計(jì)算器輸出兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量；然后權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選最小割集為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果不滿(mǎn)足一致性需求，則返回信息采集器重新獲取外部參數(shù)輸入，更新兩兩比較矩陣信息，然后重新進(jìn)行檢驗(yàn)，直到全部滿(mǎn)足一致性要求；然后權(quán)值計(jì)算器將全部滿(mǎn)足一致性要求的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選最小割集的可靠性分配權(quán)值，并將權(quán)值儲(chǔ)存為最小割集可靠性分配列表；然后可靠性分配器從權(quán)值計(jì)算器獲得最小割集可靠性分配列表，并從模型解析器獲得系統(tǒng)目標(biāo)可靠性，按照其中最小割集的可靠性分配權(quán)值，將系統(tǒng)的目標(biāo)可靠性分配為所選最小割集的目標(biāo)可靠性，并將最小割集目標(biāo)可靠性填入最小割集可靠性分配列表和基本事件可靠性分配列表； 進(jìn)行第二步可靠性分配，將所選最小割集的目標(biāo)可靠性分配為每個(gè)最小割集中所選擇的基本事件的目標(biāo)可靠性，其具體實(shí)現(xiàn)方式是:對(duì)象選擇器獲取對(duì)象選擇器第一步可靠性分配時(shí)所生成的最小割集選擇列表和模型解析器中的基本事件列表，然后判斷最小割集選擇列表中是否有第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，如果沒(méi)有，則結(jié)束可靠性分配，如果有，則根據(jù)列表順序選擇一個(gè)第二步分配標(biāo)識(shí)為“否”的最小割集，獲得此最小割集中全部基本事件名稱(chēng)，并按照此最小割集中基本事件的名稱(chēng)，從模型解析器的基本事件列表獲得這些基本事件的概率重要度，然后按照這些基本事件的概率重要度從大到小進(jìn)行排序，向系統(tǒng)外部提供排序好的基本事件名稱(chēng)以及概率重要度，然后由系統(tǒng)外部參數(shù)輸入確定要選擇的基本事件數(shù)目，并按照概率重要度從大到小的順序選擇此數(shù)目的基本事件作為第二次可靠性分配的對(duì)象，將所選基本事件生成基本事件選擇列表，并按照基本事件列表信息填寫(xiě)此列表，然后將所選的可靠性分配對(duì)象送至信息采集器；然后信息采集器從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，選擇基本事件選擇列表中的所有基本事件作為可靠性分配對(duì)象，向外部提供可選擇的準(zhǔn)則層因素，根據(jù)系統(tǒng)外部參數(shù)選擇準(zhǔn)則層需要考慮的因素，根據(jù)準(zhǔn)則層選擇的因素，對(duì) 于準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣，從系統(tǒng)外部參數(shù)輸入獲得兩兩比較矩陣信息；對(duì)于方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣，如果準(zhǔn)則層選擇了基本事件最小故障間隔時(shí)間，基本事件概率重要度，則直接根據(jù)對(duì)象選擇器基本事件選擇列表計(jì)算方案層對(duì)準(zhǔn)則層的兩兩比較矩陣的優(yōu)先數(shù)向量；如果選擇其他因素則通過(guò)系統(tǒng)外部參數(shù)輸入兩兩比較矩陣信息，然后信息采集器輸出兩兩比較矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量到權(quán)值計(jì)算器；然后權(quán)值計(jì)算器從信息采集器獲得以所選基本事件為分配對(duì)象的全部?jī)蓛杀容^矩陣及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量，并從對(duì)象選擇器獲得基本事件選擇列表，檢驗(yàn)準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的兩兩比較矩陣的一致性，如果準(zhǔn)則層考慮了工作環(huán)境、后果嚴(yán)重程度、可靠性提高潛力、提高可靠性所需費(fèi)用等比較兩兩比較矩陣包含系統(tǒng)外部參數(shù)的準(zhǔn)則層因素，則檢驗(yàn)方案層對(duì)準(zhǔn)則層這些因素的兩兩比較矩陣的一致性，將不滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣返回給信息采集器重新獲取系統(tǒng)外部參數(shù)，然后重新檢驗(yàn)；若全部滿(mǎn)足一致性，則按照全部滿(mǎn)足一致性的兩兩比較矩陣以及兩兩比較矩陣優(yōu)先數(shù)向量計(jì)算所選基本事件的可靠性分配權(quán)值，然后根據(jù)基本事件選擇列表計(jì)算基本事件原始可靠性，并將此基本事件可靠性分配權(quán)值儲(chǔ)存為基本事件可靠性分配列表，列表包含:基本事件名稱(chēng)、基本事件所屬最小割集、所屬最小割集目標(biāo)可靠性、基本事件的可靠性分配權(quán)值、基本事件原始可靠性、基本事件目標(biāo)可靠性，輸出基本事件可靠性分配列表到可靠性分配器；然后可靠性分配器從權(quán)值計(jì)算器獲得基本事件可靠性分配列表，按照其中基本事件的可靠性分配權(quán)值，將最小割集的目標(biāo)可靠性分配為所選基本事件的目標(biāo)可靠性，并將基本事件目標(biāo)可靠性填入基本事件可靠性分配列表；然后重復(fù)第二步可靠性分配過(guò)程，直到可靠性分配結(jié)束； 當(dāng)完成兩步可靠性分配后，結(jié)果輸出器從權(quán)值計(jì)算器獲得全部基本事件可靠性分配列表，對(duì)不同基本事件可靠性分配列表中同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性，取同一基本事件的不同基本事件目標(biāo)可靠性的最小值，將此最小值更新到全部含有該基本事件的基本事件可靠性分配列表，然后整合更新后的全部基本事件可靠性分配列表，輸出可靠性分配結(jié)果列表。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103440419SQ201310389569
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】李博遠(yuǎn), 胡戎翔, 汪進(jìn), 王芳, 賈偉, 吳宜燦 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院